Estrutura do fotodetector GaN PIN baseado em Si

Estrutura do fotodetector GaN PIN baseado em Si

Os nitretos III são adequados para trabalhar em condições extremas devido à sua excelente dureza à radiação e propriedades de alta temperatura. A fabricação de vários tipos de fotodetectores baseados em GaN (PDs) foi relatada na última década. Além disso, a alta condutividade do substrato de silício tem chamado atenção para a construção de fotodetectores baseados em GaN em estruturas epitaxiais de silício (Si). Entre todas as estruturas, a estrutura do fotodetector PIN torna dispositivos com alta tensão de ruptura, baixa corrente escura, corte nítido e alta responsividade.PAM-XIAMEN pode fornecer wafers semicondutores, como estrutura epitaxial de fotodetector PIN baseado em Si para atender às suas necessidades. Para obter mais informações de wafers consultehttps://www.powerwaywafer.com/products.html.As especificações de estruturas de fotodetectores semicondutores cultivadas epitaxialmente em substrato de silício estão listadas, por exemplo:

Wafer epitaxial GaN da estrutura do fotodetector PIN

1. Bolacha epitaxial com fotodetector PIN baseado em Si

No. 1 GaN em Si PIN Epiestrutura para Fotodetector

Camada Espessura Concentração de doping
p++
p+ ~500nm
n-GaN ~5E15cm-3
n+-GaN 1um
amortecedor
Substrato de Si


No.2 Si-based GaN PIN Photodetector Epitaxial Wafer

Camada Espessura Concentração de doping
pGaN 0,1~0,3um
i-GaN
nGaN 1~1,5um 1E18~5E18
uGaN
Tampão (Al, Ga)N
AlN
Substrato de Si

2. Nitretos para Dispositivo Estrutural Fotodetector

O nitreto de gálio (GaN) e seus materiais de liga (incluindo nitreto de alumínio, nitreto de gálio de alumínio, nitreto de gálio de índio, nitreto de índio) são caracterizados por seu grande intervalo de banda e ampla faixa espectral (cobrindo de banda completa ultravioleta a infravermelho), resistência a altas temperaturas e boa resistência à corrosão, tornando-o de grande valor de aplicação no campo da optoeletrônica e microeletrônica. O AlxGa1-xO sistema de material N provou ser muito adequado como material fotodetector na faixa de comprimento de onda de 200-365nm. Este sucesso levou à comercialização do fotodetector de estrutura lateral ou vertical à base de nitreto. A eficiência da estrutura do fotodetector é muito alta.

3. Sobre o Fotodetector PIN

Um fotodetector PIN é formado pela adição de camadas de camadas intrínsecas entre a região do tipo P e a região do tipo N do fotodetector. Uma vez que a largura da região de depleção adicionada à camada intrínseca é grandemente aumentada, o fotodetector PIN é melhorado. A junção PN da estrutura do fotodetector PIN descrita abaixo é lateral, por isso é chamada de fotodetector PIN lateral. O substrato de Si para fazer o fotodetector de PIN lateral não é dopado, então a resistividade do substrato é alta. A região de depleção é formada no substrato de Si intrínseco. Como o substrato intrínseco não é dopado, o fotodetector PIN possui uma região de depleção relativamente ampla e, portanto, possui eficiência quântica relativamente grande e alta responsividade.

No entanto, para o princípio de funcionamento do fotodetector PIN, a intensidade do campo elétrico diminui rapidamente da superfície para o interior na estrutura lateral do detector PIN, ou seja, a maior parte da intensidade do campo elétrico está concentrada na superfície do detector. Em baixas frequências, a responsividade do detector PIN lateral é relativamente alta, mas apenas as portadoras fotogeradas geradas na superfície são portadoras rápidas, que podem trabalhar em altas taxas. Os carreadores gerados no substrato de Si chegam aos eletrodos através do movimento de difusão, o que enfraquece muito o desempenho do fotodetector PIN.

 

Remark:
The Chinese government has announced new limits on the exportation of Gallium materials (such as GaAs, GaN, Ga2O3, GaP, InGaAs, and GaSb) and Germanium materials used to make semiconductor chips. Starting from August 1, 2023, exporting these materials is only allowed if we obtains a license from the Chinese Ministry of Commerce. Hope for your understanding and cooperation!

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Para obter mais informações, entre em contato conosco pelo e-mail victorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.

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